(57)【要約】【課題】  培養室内により多くの培養容器を収容して細胞培養の生産性を向上させること、および密に並べられた個々の培養容器を培養室から取り出し易くすること。【解決手段】  培養容器３を構成する函形の容器本体１００に、向かい合って離間する２つの壁部のうち一方の壁部１０１の外側面に突起１０５ａ，１０５ｂを形成し、他方の壁部１０２の外側面には、壁部１０１，１０２が離間する方向に同様の培養容器３を並べた場合、隣り合う培養容器３に設けられた突起１０５ａ，１０５ｂと干渉しない位置に、突起１０５ｃ，１０５ｄを形成する。【選択図】  図１
2005168384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が開口した箱形の培養容器であって、向かい合って離間する２つの壁部のうち一方の壁部の外側面に、第１の突起が形成され、前記２つの壁部のうち他方の壁部の外側面には、前記２つの壁部の離間する方向に同様の培養容器を並べた場合、隣り合う培養容器に設けられた前記第１の突起と干渉しない位置に、第２の突起が形成されていることを特徴とする培養容器。
【請求項２】
前記上面を覆い、かつ前記一方、他方の壁部に被さるように形成された蓋体を有し、前記蓋体に、前記第１、第２の突起との干渉をさけるための切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の培養容器。
【請求項３】
前記第１、第２の突起の下部が、前記蓋体の下縁よりも下方に存在することを特徴とする請求項２記載の培養容器。
【請求項４】
前記第１、第２の突起の厚さ方向の寸法が、前記一方、他方の壁部の肉厚と略同一であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の培養容器。
【請求項５】
前記第１、第２の突起の前記一方、他方の壁部に沿う断面形状と、前記切欠部の形状とが略同一であることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項記載の培養容器。
【請求項６】
前記切欠部近傍の前記蓋体裏面に、前記第１、第２の突起の上部に当接する膨出部が形成されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか一項記載の培養容器。
【請求項７】
請求項１記載の培養容器を搬送する搬送装置を備える自動培養装置であって、
前記搬送装置が、前記一方の壁部に沿って移動して前記第１の突起に係合する第１の爪部と、前記他方の壁部に沿って移動して前記第２の突起に係合する第２の爪部とを備え、前記第１の爪部および前記第２の爪部を同期して作動させることにより前記培養容器を保持することを特徴とする自動培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体外での細胞培養を行う培養容器、およびこの培養容器を使用して細胞培養を自動的に行う自動培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動培養装置としては、複数の培養容器を収納可能な固定式の収納棚と、水平・昇降・回転移動可能な搬送手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この自動培養装置は、培養室内に配置された収納棚に、鉛直方向に並ぶ複数の小部屋を備え、各小部屋の中に培養容器を１つずつ収容して培養を行い、培養途中あるいは培養終了時に搬送手段を作動させて、小部屋から１つずつ培養容器を取り出し、あるいは、小部屋へ培養容器を収容するよう構成されている。
【０００３】
また、この自動培養装置においては、培養容器に培地を注入・排出した使用済みの注入チップや排出チップを培地注入ニードルまたは培地排出ニードルから自動的に取り外すチップ除去部が備えられている。このようにすることで、培地注入ニードルおよび培地排出ニードルには、培地の付着していない新たな滅菌チップを自動的に装着でき、培養容器内の細胞等には常に新たな滅菌チップを接触させることができるので、細胞が塵埃等により汚染されないようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２６２８５６号公報（図１等）
【特許文献２】特開２００２−０７８４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された自動培養装置では、培養室内の小部屋に培養容器を１つずつ収容して培養を行うようになっているが、生産性を向上させようとすれば、大きな培養室になるべく多くの培養容器を収容して培養したほうがよいことはいうまでもない。しかしながら、複数の培養容器を密に配置すれば、個々の培養容器を培養室から取り出し難くなり、培養容器を搬送する際に高い作業精度が要求されることになる。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、培養室内により多くの培養容器を収容して細胞培養の生産性を向上させること、および密に並べられた個々の培養容器を培養室から取り出し易くすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成の培養容器および自動培養装置を採用する。
すなわち本発明の培養容器は、上面が開口した箱形の培養容器であって、向かい合って離間する２つの壁部のうち一方の壁部の外側面に、第１の突起が形成され、前記２つの壁部のうち他方の壁部の外側面には、前記２つの壁部の離間する方向に同様の培養容器を並べた場合、隣り合う培養容器に設けられた前記第１の突起と干渉しない位置に、第２の突起が形成されている。
【０００７】
本発明において、複数の培養容器を、一方の壁部と他方の壁部とが離間する方向に並べると、隣り合う培養容器どうしは、一方の壁部と他方の壁部とを向かい合わせる。このとき、第１の突起と第２の突起とは互いに干渉しない位置に形成されているので、隣り合う培養容器どうしがより密接に配置されるようになり、限られたスペースにより多くの培養容器を収容することが可能になる。
また、密接する２つの壁部に設けられた第１の突起と第２の突起とが、互いに干渉しない位置に形成されているので、一方の培養容器を搬送する際も、他方の培養容器の突起が邪魔にならない。
【０００８】
本発明の自動培養装置は、上記の本発明の培養容器を搬送する搬送装置を備える自動培養装置であって、前記搬送装置が、前記一方の壁部に沿って移動して前記第１の突起に係合する第１の爪部と、前記他方の壁部に沿って移動して前記第２の突起に係合する第２の爪部とを備え、前記第１の爪部および前記第２の爪部を同期して作動させることにより前記培養容器を保持する。
【０００９】
本発明においては、第１の爪部および第２の爪部が、いずれも容器本体の向かい合う２つの壁部に沿って移動して第１、第２の突起に係合するので、複数の培養容器を密に並べて配置した場合でも、隣り合う培養容器の間に第１、第２の爪部を差し込むようにして第１、第２の突起に係合させることが可能になる。
【００１０】
本発明においては、培養容器に、上面を覆いかつ一方、他方の壁部に被さるように形成された蓋体を設け、その蓋体に、培養容器に設けられる第１、第２の突起との干渉をさけるための切欠部を形成することが好ましい。
本発明においては、自動培養装置の第１、第２の爪部と蓋体とが干渉しないようにするためにも、第１、第２の突起の下部が、蓋体の下縁よりも下方に位置することが好ましい。
本発明においては、第１、第２の突起の厚さ方向の寸法を、一方、他方の壁部の肉厚と略同一とすることが好ましい。
本発明においては、第１、第２の突起の一方、他方の壁部に沿う断面形状と、切欠部の形状とを略同一とすることが好ましい。
本発明においては、切欠部近傍の蓋体裏面に、第１、第２の突起の上部に当接する膨出部を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の培養容器を密に並べて配置した場合でも、隣り合う培養容器どうしがより密接に配置されるようになり、限られたスペースにより多くの培養容器を収容することが可能になるので、培養室内により多くの培養容器を収容して細胞培養の生産性を向上させることができる。
また、本発明によれば、複数の培養容器を密に並べて配置した場合でも、隣り合う培養容器の間に第１、第２の爪部を差し込むようにして第１、第２の突起に係合させることが可能になる。これにより、培養容器を搬送する際の機械による作業性が向上するので、個々の培養容器を培養室から取り出し易くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の培養容器の一実施形態について、図１から図９を参照して説明する。
本実施形態の培養容器３は、図１に示されるように、容器本体１００と、容器本体１００の上面に被着される蓋体１１０とからなる。容器本体１００は、上方から見ると長方形状で上面が開口し均一な深さを有する箱形をなしている。蓋体１１０は、容器本体１００と同じく長方形状で、周縁には下方に折り返されるように縁部１１１が形成されている。蓋体１１０は、容器本体１００の上縁を縁部１１１の内側に収めるようにして容器本体１００に被着されるようになっている。なお、本実施形態では、容器本体１００の４つの壁部１０１〜１０４が底面よりも上面が広くなるように傾斜しているが、このような傾斜を設けずに容器本体１００を構成しても良い。
【００１３】
容器本体１００の幅方向に向かい合って離間する２つの壁部１０１，１０２の外側面には、後述する容器搬送ロボット２００を使って培養容器３を搬送する際に容器搬送ロボット２００の爪部２０４ａ〜２０４ｄに引っ掛けられる突起１０５ａ〜１０５ｄが、それぞれ２つずつ形成されている。一方の壁部１０１の外側面に形成された２つの突起（第１の突起）１０５ａ，１０５ｂは、容器本体１００の底面に平行な方向に離間して設けられ、他方の壁部１０２の外側面に形成された２つの突起（第２の突起）１０５ｃ，１０５ｄは、容器本体１００の底面に平行な方向に離間して設けられている。各突起１０５ａ〜１０５ｄの厚さ方向の寸法ｔは、図２に示すように、壁部１０１，１０２の肉厚Ｔと略同一である。
【００１４】
培養容器３は、図３に示すように、後述する自動培養装置において複数個並べて配置されるが、２つの培養容器３を容器本体１００の幅方向に並べた場合、一方の容器本体１００の壁部１０１に設けた突起１０５ａ，１０５ｂと、他方の容器本体１００の壁部１０２に設けた突起１０５ｃ，１０５ｄとは、互いに干渉し合わないように、突起１０５ａ，１０５ｂが壁部１０３寄りに設けられ、突起１０５ｃ，１０ｄが壁部１０４寄りに設けられている。
【００１５】
容器本体１００の長手方向に沿う突起１０５ａ，１０５ｂ間の距離、および突起１０５ｃ，１０５ｄ間の距離はいずれも２×Ｌ１、容器本体１００の長手方向に沿う突起１０５ｂ，１０５ｃ間の距離はＬ１となっている。これは、容器本体１００の長手方向に沿う突起１０５ａ，１０５ｃ間の距離、突起１０５ｃ，１０５ｂ間の距離、および突起１０５ｂ，１０５ｄ間の距離がいずれもＬ１となっていることに等しい。また、容器本体１００の長手方向に沿う壁部１０３から突起１０５ａまでの距離、および壁部１０４から突起１０５ｄまでの距離はいずれもＬ２となっている。また、容器本体１００の底面から各突起１０５ａ〜１０５ｄまでの距離はいずれも等しくなっている。容器本体１００は、底面の中央を中心とする回転対称形をなしており、壁部１０１，１０２が入れ替わっても各突起１０５ａ〜１０５ｄが常に同じ位置となる。
【００１６】
蓋体１１０の縁部１１１の高さは、容器本体１００の上面から各突起１０５ａ〜１０５ｄの中央までの距離にほぼ等しくなっており、そのため縁部１１１には、各突起１０５ａ〜１０５ｄとの干渉を避けるための切欠部１１２が形成されている。蓋体１１０が容器本体１００に被着された状態では、図４に示すように、各突起１０５ａ〜１０５ｄは最下部が縁部１１１よりも下方に突き出している。この構造は、後述する容器搬送ロボット２００の爪部２０４ａ〜２０４ｄと蓋体１１０との干渉を防止するために採用されている。
【００１７】
突起１０５ａ〜１０５ｄ、ならびに切欠部１１２には、以下に示すような構造を採用してもよい。例えば図５に示すように、各突起１０５ａ〜１０５ｄを、肉厚ｔを伸ばすように拡大し、さらに突起１０５ａの壁部１０１に沿う断面形状と切欠部１１２の形状とを略同一に形成する。このような構造を採用すると、蓋体１１０が容器本体１００に被着された状態では、突起１０５ａと切欠部１１２とがほとんど隙間無く合致するので、この箇所から容器本体１００の内側に異物が入り込むことがない。なお、突起１０５ａには切欠部等は設けず、中実な形状とすることが好ましい。
また、図６に示すように、蓋体１１０の裏面に、突起１０５ａ〜１０５ｄの最上部が当接する位置に対応させて膨出部１１３を形成する。このような構造を採用すると、容器本体１００の壁部１０１，１０２の上縁と蓋体１１０の裏面とが隙間無く接するので、この箇所から容器本体１００の内側に異物が入り込むことがない。
【００１８】
次に、上記のような構造の培養容器３を使用して細胞の自動培養を行う自動培養装置１について、図７を参照して説明する。
本実施形態の自動培養装置１には、外部から観察可能な透明な壁材により密閉され、双方間に設けられた開口部を介して相互に連絡する第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とが設けられている。開口部には、シャッタ２が設けられている。
【００１９】
第１空間Ｓ１は３つの区画に分けられており、両側の空間Ｓ１１，Ｓ１３には、培養容器３を収容する培養室４が２個ずつ計４個設けられ、中央の空間Ｓ１２には、各培養室４とコンベア９との間でトレイ７を受け渡しするトレイ搬送ロボット５が設けられている。中央の空間Ｓ１２の上部には、空間Ｓ１２内の空気を浄化するために清浄な下降空気流を送る空気清浄部６が設けられている。
【００２０】
培養室４は箱形をなし、ある側面に開口部４ｂが設けられ、開口部４ｂには開閉可能な扉４ａが設けられている。開口部４ｂに向かって左右の側壁には、対応する高さ位置に複数のレール状のトレイ保持部材４ｃが設けられており、培養室４内には、左右対となる各トレイ保持部材４ｃに掛け渡すようにして、トレイ７が上下に複数段収容できるようになっている。トレイ７には、複数個、例えば１０個の培養容器３を並べて載置できるようになっている。なお、トレイ保持部材４ｃはレール状に限定されず、トレイ７を出し入れ可能に支持することができれば任意の形態でよい。
【００２１】
各培養室４は、扉４ａを中央空間Ｓ１２に向けて配置され、中央の空間Ｓ１２を挟んで向かい合うものどうしが相互に扉４ａを対向させている。すべての培養室４は、内部の状態を所定の培養条件、例えば、温度３７±０．５℃、湿度１００％およびＣＯ２濃度５％等に維持されるようになっている。
【００２２】
各培養室４の下方には、未使用の培養容器３を複数載置したトレイ７を収容するストッカ８が設けられている。ストッカ８は、培養室４と同様の箱形をなし、培養室４の扉４ａとは反対側の側面全体に開口部が設けられ、その開口部には、開閉可能な扉が設けられている。
【００２３】
トレイ搬送ロボット５は、中央の空間Ｓ１２のほぼ中央に配置されており、水平回転する第１アーム５ａと、第１アーム５ａの先端に連結されて鉛直軸回りに回転する第２アーム５ｂと、第２アーム５ｂの先端に連結されて鉛直軸回りに回転するがそれ自身は駆動部、伝動機構といった培養室４内の環境を劣化させる機構を持たないハンド５ｃと、これら第１アーム５ａ、第２アーム５ｂおよびハンド５ｃを昇降させる昇降機構５ｄとを備えている。トレイ搬送ロボット５は、これら機構を作動させることにより、各培養室４内に収容された全てのトレイ７にアクセスするとともに、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との間に配置されたコンベア９上にトレイ７を引き渡すことが可能な動作範囲と、ストッカ８内の少なくとも最上段のトレイ７にアクセスすることが可能な動作範囲とを有している。
【００２４】
ハンド５ｃは、トレイ７を載置可能に水平方向に伸びる平坦な形状に形成されており、培養室４に収容されている上下のトレイ７の隙間に挿入可能な厚さ寸法に形成されている。ハンド５ｃは、上下のトレイ７の隙間に挿入された状態から上昇させられることにより、２本の腕によってトレイ７を下方から押し上げてトレイ保持部材４ｃから取り上げるとともに、トレイ７を安定して保持するようになっている。
【００２５】
コンベア９は、トレイ搬送ロボット５のハンド５ｃの幅寸法より大きな間隔をあけて左右に配置された２本の無端状のベルト９ａを備えており、これら２本のベルト９ａ間に掛け渡すようにしてトレイ７を載置されるようになっている。なお、ベルト９ａは無端に限られない。
【００２６】
第２空間Ｓ２には、培養処理装置３０が設置されている。培養処理装置３０は、コンベア９によって第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２に搬送されてきたトレイ７上の培養容器３に対し細胞の供給や培地の供給、回収を行う給排ロボット１０と、培養容器３内の培地から細胞を分離する遠心分離機１１と、血清や試薬等の種々の液体を分注する電動ピペット１２を備えた水平回転および昇降移動可能な４台の分注ロボット１３と、給排ロボット１０および分注ロボット１３の電動ピペット１２先端に取り付ける使い捨て可能なチップ１４を複数収容し、給排ロボット１０および分注ロボット１３の動作範囲内に提供可能な３台のチップ供給装置１５と、使用済みのチップ１４を廃棄回収するチップ回収部３１と、血清や試薬等の種々の液体を複数の容器に貯留する試薬等供給装置１６と、培養容器３内における細胞の様子を観察可能な顕微鏡１７と、各試薬および培地交換等により廃棄される廃液をそれぞれ貯留する複数の貯留タンク１８と、各ロボット１０，１３間で培養容器３を水平方向に移動させる水平移動機構１９と、水平移動機構１９のスライダ２０に取り付けられ、受け取った培養容器３を載置して載置台２１と、第２空間Ｓ２に搬送されてきたトレイ７と載置台２１との間で培養容器３を受け渡しする容器搬送ロボット（搬送装置）２００とを備えている。第２空間Ｓ２にも、該第２空間Ｓ２内の空気を浄化するために清浄な下降気流を形成する空気清浄機３２が設けられている。
【００２７】
第２空間Ｓ２は、その高さ方向の中間位置に配され第２空間Ｓ２内を上部空間Ｓ２１と下部空間Ｓ２２とに上下に区画する第１の区画壁３３と、該第１の区画壁３３により形成された下部空間Ｓ２２内をさらに上下に区画する第２の区隔壁３４とにより、上下方向に並ぶ３つの空間Ｓ２１，Ｓ２２１，Ｓ２２２に区画されている。第１の区画壁３３は、コンベア９の高さに配置されており、その上方の空間Ｓ２１内には、載置台２１、給排ロボット１０、分注ロボット１３のアーム１３ａ、顕微鏡１７のＸＹテーブル１７ａより上の機構部等が配置されている。
【００２８】
また、第１の区画壁３３には、載置台２１を上部空間Ｓ２１において移動させるために、載置台２１を下部空間Ｓ２１内の水平移動機構１９に連結するための長孔３５、第１の区画壁３３の下方の空間Ｓ２２１に配置されたチップ供給装置１５からチップ１４を取り出すための貫通孔３６、使用済みのチップ１４を廃棄するための廃棄口３７が貫通形成されている。さらに、第１の区画壁３３には、その側壁３０ａ，３０ｂに沿って、上下に貫通する通気口３８が設けられている（斜線部）。
【００２９】
第１の区画壁３３と第２の区画壁３４との間の空間Ｓ２２１には、分注ロボット１３の本体部分、チップ供給装置１５、試薬等供給装置１６、顕微鏡１７のＸＹテーブル１７ａより下の部分、水平移動機構１９および、チップ回収部３１の廃棄口３７と廃棄容器３９とを接続するダクトが設けられている。第２の区画壁３４の側壁３０ａ，３０ｂ近傍には、該側壁３０ａ，３０ｂに沿って、上下に貫通する通気口４３が設けられている（斜線部）。第２の区画壁３４の下方の空間Ｓ２２２には、遠心分離機１１、貯留タンク１８、廃棄容器３９、および排気ファン４１が配置されている。排気ファン４１の出口には、排気される空気を清浄にするためにＨＥＰＡフィルタ４２が設けられている。
【００３０】
給排ロボット１０は、蓋体３ｂが開かれた培養容器３の上部開口から培地を供給あるいは吸引する電動ピペット１０ａおよび遠心分離機１１により分離された細胞を吸引して培養容器３内に注入する電動ピペット１０ｂを備えたヘッド１０ｃと、水平旋回可能な２つのアーム１０ｄ，１０ｅと、アーム１０ｅの先端に設けられヘッド１０ｃを昇降させる昇降機構１０ｆとを備えている。符号１０ｇは、貯留タンク１８から培地を導き、あるいは、他の貯留タンク１８内へ培地を廃液として排出するダクトである。
【００３１】
給排ロボット１０は、電動ピペット１０ｂ先端にチップ供給装置１５から供給されたチップ１４を装着して、遠心分離機１１により分離された細胞を吸引し、載置台２１上に搭載された培養容器３内に上部開口から供給するようになっている。また、電動ピペット１０ａ先端にチップ供給装置１５から供給された他のチップ１４を装着して、載置台２１上に搭載された培養容器３内に培地を供給し、あるいは、培養容器３内から培地あるいは細胞入りの培地を吸引するようになっている。一旦使用された使用済みのチップ１４は、チップ回収部３１において取り外され回収されるようになっている。したがって、給排ロボット１０は、載置台２１、チップ供給装置１５、チップ回収部３１および遠心分離機１１からの細胞供給装置（図示略）等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００３２】
遠心分離機１１は、給排ロボット１０から供給された細胞入り培地を低速回転させることにより培地内に浮遊していた比重の重い細胞を培地から分離して沈下させるようになっている。
【００３３】
分注ロボット１３は、それぞれ、先端にチップ１４を着脱可能に取り付ける電動ピペット１２を備えた水平回転可能なアーム１３ａと、該アーム１３ａを昇降させる昇降機構１３ｂとを備えている。分注ロボット１３は、水平移動機構１９によって搬送されて来た培養容器３内へ、培地や種々の試薬を供給するようになっている。したがって、分注ロボット１３は、水平移動機構１９上の載置台２１、チップ供給装置１５、チップ回収部３１および試薬等供給装置１６等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００３４】
チップ供給装置１５は、上方に開口した容器１５ａ内に、電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２への取付口を上向きにして複数のチップ１４を配列状態に収容しており、給排ロボット１０や分注ロボット１３が、新たなチップ１４を必要とするときに、電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２を上方から挿入するだけで、電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２の先端にチップ１４を取り付けるように構成されている。容器１５ａは、給排ロボット１０や分注ロボット１３による電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２の移動方向に対して交差する方向に往復移動させられるように移動機構１５ｂに取り付けられている。また、分注ロボット１３にチップ１４を供給するチップ供給装置１５には、移動機構１５ｂによる移動方向とは直交する方向に容器１５ａを移動させる他の移動機構１５ｃが設けられている。これにより、容器１５ａ内の全てのチップ１４に対して電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２がアクセスすることができるようになっている。
【００３５】
チップ回収部３１は、廃棄容器３９の入口に、チップ１４を把持する把持装置（図示略）を備えていて、給排ロボット１０や分注ロボット１３において使用されたチップ１４が把持装置に挿入されると、これを把持するようになっている。そして、この状態で給排ロボット１０や分注ロボット１３が電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２を移動させることにより、電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２先端から使用済みチップ１４が取り外され、廃棄容器３９内にダクト４０を介して回収されるようになっている。廃棄容器３９は、空間Ｓ２２２内に着脱可能に配置されており、必要に応じて交換可能となっている。
前記ダクト４０および廃棄容器３９の交換時には、培養処理装置３０の側壁３０ａ，３０ｂに設けられた図示しないドアを開くことにより、培養処理装置３０の外部からアクセスすることとすればよい。
【００３６】
試薬等供給装置１６は、一定の温度に保冷された円筒状のケーシング内部に、試薬等容器１６ｂを複数搭載している。各試薬等容器１６ｂには、例えば、細胞を培養するために必要な培地を構成するＭＥＭ(Minimal Essential Medium：最小必須培地)、ＤＭＥＭ（Dulbecco's Modified Eagle Medium）、ＦＢＳ（Fetal Bovine Serum：ウシ胎児血清）やヒト血清のような血清、培養容器３内の細胞を剥離させるトリプシンのような蛋白質分解酵素や、培養に際して細胞を成長させるサイトカインのような成長因子、細胞を分化させるデキサメタゾンのような分化誘導因子、ペニシリン系抗生物質のような抗生剤、エストロゲン等のホルモン剤や、ビタミン等の栄養剤が貯留されている。
【００３７】
顕微鏡１７は、培養工程の途中、あるいは、培地交換の際に、培養容器３内の細胞の様子や増殖の程度を観察したり、細胞数を計数したりする場合等に使用されるようになっている。顕微鏡１７のＸＹステージ１７ａや作動距離調整、倍率の変更等は全て遠隔操作により行うことができるように構成されている。第２空間Ｓ２の外方に向けて接眼レンズを配置しておくことにより、自動培養装置１の外部から培養容器３内の細胞の状態を観察できるようにしてもよい。
【００３８】
貯留タンク１８は、例えば、全ての検体に共通して使用できるＭＥＭやＰＢＳ（リン酸緩衝化食塩水）等を貯留しておき、必要に応じて試薬等供給装置１６内の試薬等容器１６ｂ内に供給するようになっている。また、貯留タンク１８には、廃液タンクとして、培地交換の際に排出される廃培地等を貯留するものもある。
【００３９】
水平移動機構１９は、直線移動機構により水平方向に移動可能なスライダ２０を備えている。スライダ２０上には前記載置台２１が搭載されており、載置台２１に搭載された培養容器３を、コンベア９から分注ロボット１３の動作範囲まで移動させることができるようになっている。
【００４０】
載置台２１は、コンベア９上のトレイ７内から移載された培養容器３を搭載して保持する保持機構（図示略）を備える。また、該培養容器３に振動を付与する加振装置（図示略）を備えていてもよい。加振装置は、例えば、培養容器３を所定の角度範囲で往復揺動させる装置の他、超音波振動を加える装置や、水平方向の振動を加える装置を採用してもよい。
【００４１】
第２空間Ｓ２に搬送されてきたトレイ７と載置台２１との間で培養容器３を受け渡しする容器搬送ロボット２００は、図８に示すように、コンベア９によるトレイ７の搬送方向に平行に配設された第１のバー２０１と、第１のバー２０１に直交する方向に配設された第２のバー２０２とを備えている。第１のバー２０１は定位置に固定されている。第２のバー２０２は基端部を第１のバー２０１に取り付けられ、第１のバー２０１の長手方向（図中のＸ矢印の方向）に沿って移動可能に支持されている。
【００４２】
第２のバー２０２には、第２のバー２０２の長手方向（図中のＹ矢印の方向）に移動可能に支持されたスライダ２０３が設けられている。スライダ２０３には、図９に示すように、培養容器３の容器本体１００に形成された各突起１０５ａ〜１０５ｄに係合して培養容器３を吊り上げる爪部２０４ａ〜２０４ｄが設けられている。爪部（第１の爪部）２０４ａ，２０４ｂは、容器本体１００の壁部１０１に設けられた２つの突起１０５ａ，１０５ｂにそれぞれ対応し、爪部（第２の爪部）２０４ｃ，２０４ｄは、容器本体１００の壁部１０２に設けられた２つの突起１０５ｃ，１０５ｄにそれぞれ対応している。
【００４３】
各爪部２０４ａ〜２０４ｄは、いずれも薄い板をＬ形に打ち抜いた形状をしており、各突起１０５ａ〜１０５ｄの配置に倣って配設されている。各爪部２０４ａ〜２０４ｄは、スライダ２０３に、鉛直方向にすべてが揃って昇降可能に支持されており、壁部１０１，１０２の外側面に沿うようにして容器本体１００の両側に下降し、容器本体１００の長手方向に横移動することで対応する各突起１０５ａ〜１０５ｄの下方に差し込まれ、上昇することで各突起１０５ａ〜１０５ｄに係合して培養容器３を吊り上げるようになっている。
【００４４】
上記のように構成された自動培養装置１を使った細胞の培養について説明する。
まず、患者から採取された骨髄液を遠心分離容器（図示略）に入れ、遠心分離機１１にかけて骨髄液から比重の重い骨髄細胞を分離する。遠心分離容器を遠心分離機１１に入れる作業は、作業者が行ってもよいし、給排ロボット１０に行わせてもよい。
【００４５】
次に、骨髄液から分離された骨髄細胞を遠心分離容器から培養容器３に移す。まず、あらかじめコンベア９を作動させ、トレイ７上に縦５列、横２列に整列して並べられた１０個の培養容器３を第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２に移動させておき、容器搬送ロボット２００を作動させてトレイ７上から培養容器３を１個ずつ、載置台２１上に移載する。容器搬送ロボット２００は、まず、第１のバー２０１に沿って第２のバー２０２を移動させるとともに、第２のバー２０２に沿ってスライダ２０３を移動させ、トレイ７上のある培養容器３の上方にスライダ２０３を配置する。次に、各爪部２０４ａ〜２０４ｄの先端が各突起１０５ａ〜１０５ｄよりも下になるまで爪部２０４ａ〜２０４ｄを下降させ、続いて爪部２０４ａ〜２０４ｄを横移動させて各突起１０５ａ〜１０５ｄの下方に差し込む。その後、爪部２０４ａ〜２０４ｄを上昇させると、各爪部２０４ａ〜２０４ｄがそれぞれに対応する突起１０５ａ〜１０５ｄを係止し、培養容器３を吊り上げる。
【００４６】
培養容器３を吊り上げた容器搬送ロボット２００は、第２のバー２０２を移動させるとともにスライダ２０３を移動させ、吊り上げた培養容器３を載置台２１の上方に配置する。次に、爪部２０４ａ〜２０４ｄを下降させて培養容器３を載置台２１に置く。その後、爪部２０４ａ〜２０４ｄを横移動させて各突起１０５ａ〜１０５ｄの下方から退去させてから上昇させると、載置台２１上に培養容器３の移載が完了する。載置台２１上には２つの培養容器３が載せられるので、上記の操作を繰り返して２つめの培養容器３を載置台３２上に移載する。
載置台２１上に培養容器３を移載したら、図示しない培養容器開閉装置を作動させて載置台２１上に載置された培養容器３から蓋体３ｂを離脱させて培養容器３を開く。
【００４７】
次に、チップ供給装置１５を作動させて容器１５ａを給排ロボット１０の動作範囲内に移動させる。容器１５ａを移動させたら、給排ロボット１０のヘッド１０ｃを降下させて容器１５ａの中から未使用のチップ１４をひとつ受け取り、電動ピペット１０ａの先端に取り付ける。チップ１４を受け渡したら、容器１５ａは即座に蓋体１５ｂの下方に戻す。
【００４８】
電動ピペット１０ａの先端にチップ１４を取り付けたら、ヘッド１０ｃを旋回させて電動ピペット１０ａを遠心分離機１１上に移動させ、続いてヘッド１０ｃを降下させてチップ１４を遠心分離機１１内の骨髄細胞に接触させ、チップ１４内に骨髄細胞を吸引する。骨髄細胞を吸引したら、ヘッド１０ｃを上昇させ、続いてヘッド１０ｃを旋回させて電動ピペット１２を載置台２１上に移動させ、チップ１４内に吸引された骨髄細胞を、載置台２１上の培養容器３内に移す。骨髄細胞を移し終えたら、電動ピペット１２から使用済みのチップ１４を取り外し、ダクト４０を通じて図示しない廃棄容器に投入し、廃棄する。
【００４９】
使用済みのチップ１４を廃棄したら、再び容器１５ａの中から未使用のチップ１４をひとつ受け取り、電動ピペット１２の先端に取り付ける。以降は上記と同様に給排ロボット１０を作動させ、貯留タンク１８内のＤＭＥＭやＰＢＳ（リン酸緩衝化食塩水）を培養容器３内に供給する。
【００５０】
次に、水平移動機構１９を作動させ、骨髄細胞を入れた培養容器３を載置台２１ごと各分注ロボット１３の動作範囲に移動させる。培養容器３を移動させたら、各分注ロボット１３を作動させて容器１５ａの中から未使用のチップ１４をひとつ受け取り、電動ピペット１０ａの先端に取り付ける。チップ１４を受け渡したら、容器１５ａは即座に蓋体１５ｂの下方に戻す。電動ピペット１０ａの先端にチップ１４を取り付けたら、チップ１４を試薬供給装置１６の容器１６ｂ内の血清や各種試薬に接触させ、チップ１４内に吸引する。血清や各種試薬を吸引したら、アーム１３ａを回転させて電動ピペット１２を載置台２１上に移動させ、チップ１４内に吸引された血清や各種試薬を、載置台２１上の培養容器３内に供給する。なお、骨髄細胞の投入、血清や各種試薬の吸引、供給の順序は適宜変更しても構わないが、チップ１４は一度使用したら必ず交換する。
血清や各種試薬の供給の供給を行うことにより、培養容器３内では適正な培地に骨髄細胞が混合された状態となるが、必要があれば、培地内に骨髄細胞を均一に分布させるために培養容器３を載置台２１ごと加振してもよい。
【００５１】
培養容器３内が、適正な培地に骨髄細胞が混合された状態となったら、水平移動機構１９を作動させて培養容器３をコンベア９の近傍まで移動させ、培養容器開閉装置を作動させて培養容器３に蓋体３ｂを被着して培養容器３を閉じ、続いて容器搬送ロボット２００を作動させ、トレイ７上から載置台２１上に培養容器３を移載したときと同様の手順で、載置台２１上からトレイ７上に培養容器３を移載する。
【００５２】
トレイ７上の１０個の培養容器３に対して上記の処理を行ったら、コンベア９を作動させ、トレイ７に載せた１０個の培養容器３を第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１に移動させる。トレイ７に載せた培養容器３を第１空間Ｓ１に移動させたら、トレイ搬送ロボット５を作動させてトレイ７を持ち上げ、トレイ７を収めるべき培養室４の前に搬送する。培養室４の扉４ａを開いたら、培養室４内にトレイ７を挿入し、空いているトレイ保持部材４ｃ上に載置する。トレイ搬送ロボット５を退避させたら扉４ａを閉じ、細胞の培養が適切に行われるように培養室４内の培養条件を一定に保持する。
【００５３】
培地の交換や容器の交換を行う際も、上記と同様にトレイ搬送ロボット５を作動させて培養室４内の培養容器３を取り出し、コンベア９を作動させて第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２にトレイ７に載せた培養容器３を移動させる。そして、第２空間Ｓ２に移された培養容器３にトリプシンを注入し、培養容器３内の細胞を容器本体３ａから剥離する。続いて給排ロボット１０を作動させ、剥離された細胞を遠心分離容器に入れ、遠心分離機１１にかけて間葉系幹細胞等の必要なもののみが集められる。その他の処理工程は上記と同様である。このとき、トレイ７上には、同一検体の培養容器３を載置してもよいし、異なる検体の培養容器３を載置してもよい。また、載置台２１上にも、同一検体の培養容器３を載置してもよいし、異なる検体の培養容器３を載置してもよい。
【００５４】
培地の交換や容器の交換を複数回行って所定期間にわたる培養工程を経ることにより、培養容器３内では間葉系幹細胞が十分な数に増殖する。間葉系幹細胞が十分な数にまで増殖しているか否かは、給排ロボット１０を作動させて培養容器３を顕微鏡１７まで搬送し、培養容器３内を観察したり細胞数を測定したりして判断する。
【００５５】
自動培養装置１によれば、患者から採取した骨髄液から、上記のようにして十分な細胞数の間葉系幹細胞を自動的に培養することが可能となる。なお、十分な間葉系幹細胞が得られた後、培養容器３内にリン酸カルシウム等の生体組織補填材およびデキサメタゾンのような分化誘導因子を投入して培養工程を継続することにより、生体の欠損部に補填可能な、生体組織補填体を製造することが可能である。
【００５６】
以上説明したように、培養容器３は、いくつかを密に並べて配置した場合でも、隣り合う培養容器３のうち一方の培養容器３に設けられた突起１０５ａ，１０５ｂと、他方の培養容器３に設けられた突起１０５ｃ，１０５ｄとが互いに干渉し合わないので、２つの培養容器３をより密接に配置することが可能であり、培養室４という非常に限られたスペースにより多くの培養容器を収容して細胞培養の生産性を向上させることができる。
【００５７】
また、自動培養装置１は、複数の培養容器３を密に並べて配置した場合でも、容器搬送ロボット２００に具備される爪部２０４ａ〜２０４ｄを、隣り合う培養容器３の間に差し込むようにして突起１０５ａ〜１０５ｄにそれぞれ係合させることが可能であり、これによって培養容器を搬送する際の機械による作業性が向上するので、個々の培養容器を培養室から取り出し易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の培養容器の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】突起およびその周辺の壁部とを示す斜視図である。
【図３】図１の培養容器を構成する容器本体を上方から見た平面図である。
【図４】図２の容器本体に設けられた突起を側方から見た側面図である。
【図５】突起の形状の変形例を示す斜視図である。
【図６】蓋体の形状の変形例を示す斜視図である。
【図７】本発明の自動培養装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図８】図４の自動培養装置を構成する容器搬送ロボットを上方から見た平面図である。
【図９】容器搬送ロボットが培養容器を把持する際の爪部の移動を示す状態説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
３        培養容器
７        トレイ
１００    容器本体
１１０    蓋体
１０５ａ，１０５ｂ  突起（第１の突起）
１０５ｃ，１０５ｄ  突起（第２の突起）
２００    容器搬送ロボット（搬送装置）
２０１    第１のバー
２０２    第２のバー
２０３    スライダ  
２０４ａ，２０４ｂ  爪部（第１の爪部）
２０４ｃ，２０４ｄ  爪部（第２の爪部）
【図１】
2005168384.tif 000003
【図２】
2005168384.tif 000004
【図３】
2005168384.tif 000005
【図４】
2005168384.tif 000006
【図５】
2005168384.tif 000007
【図６】
2005168384.tif 000008
【図７】
2005168384.tif 000009
【図８】
2005168384.tif 000010
【図９】
2005168384.tif 000011